KR20050079179A - 반도체 메모리 장치의 오실레이터용 전원공급회로 및 이를이용한 전압펌핑장치 - Google Patents

반도체 메모리 장치의 오실레이터용 전원공급회로 및 이를이용한 전압펌핑장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 접지 전원과 외부전원 간의 전압을 분배하는 전압분배기와, 상기 전압분배기에 의해 분배된 전압신호에 의해 제어되어 내부전원을 공급하는 드라이버와, 상기 드라이버와 접지전원 간에 설치되는 커패시터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치의 오실레이터용 전원공급회로, 및 이를 이용한 전압펌핑장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 외부전원의 전압레벨이 증가하면 할수록 상대적으로 낮은 전압을 오실레이터에 공급하여 오실레이터의 출력 펄스 신호의 주기를 증가시킴으로써, 오버펌핑에 의한 내부 전원의 과도한 증가를 방지하고, 노이즈 발생 및 전류 소모를 감소시킬 수 있다.

Description

반도체 메모리 장치의 오실레이터용 전원공급회로 및 이를 이용한 전압펌핑장치{Power Supply Circuit for Oscilator of Semi-conductor Memory Device and Voltage Pumping Device by that}
본 발명은 반도체 메모리 장치의 오실레이터용 전원공급회로, 및 이를 이용한 전압펌핑장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 외부전원의 전압레벨이 증가하면 할수록 상대적으로 낮은 전압을 오실레이터에 공급하여 오실레이터의 출력 펄스 신호의 주기를 증가시킬 수 있도록 하는 오실레이터용 전원공급 회로 및 이를 이용한 전압펌핑장치에 관한 것이다.
일반적으로, 디램(DRAM)은 하나의 트랜지스터와 하나의 커패시터로 구성된 메모리 셀에 데이터를 라이트 또는 리드할 수 있는 랜덤 엑세스 메모리이다. 그런데, 디램은 메모리 셀을 구성하는 트랜지스터로 NMOS를 사용하므로, 문턱전압(Vt)에 의한 전압 손실을 고려하여 외부전원 전압(Vdd)+문턱전압(Vt)+△V의 전위를 발생하는 워드라인 구동용 전압 펌핑장치를 포함하고 있다.
즉, 디램 메모리 셀에 주로 사용되는 NMOS를 온시키기 위해서는 소스전압보다 문턱전압(Vt) 이상으로 더 높은 전압을 게이트로 인가하여야 하는데, 일반적으로 디램에 인가되는 최대전압은 Vdd 레벨이기 때문에, 완전한 Vdd레벨의 전압을 셀 또는 비트라인으로부터 리드하거나 셀 또는 비트라인에 라이트하기 위해서는 상기 NMOS의 게이트에 Vdd + Vt 이상의 승압 전압을 인가하여야만 한다. 따라서, 디램소자의 워드라인을 구동하기 위해서는 상기 승압전압인 고전압(Vpp)을 발생시키는 전압 펌핑장치가 필요하게 되는 것이다.
도 1은 일반적인 전압 펌핑장치를 도시한 블록도이다.
전압 펌핑장치는 고전압 펌프부(400)로부터 피드백되는 고전압(Vpp) 레벨을 감지하여 고전압 펌핑 인에이블 신호(ppe)를 발생시키는 고전압 레벨 검출부(100)와, 상기 고전압 펌핑 인에이블 신호에 응답하여 소정의 펄스신호(osc1)를 발생시키는 오실레이터(200)와, 상기 오실레이터(200)로부터 인가되는 펄스 신호(osc1)에 따라 펌프 구동 제어신호를 출력하는 펌프 제어부(300)와, 상기 펌프 구동 제어신호에 따라 소정 레벨의 고전압(Vpp)을 펌핑하는 고전압 펌프부(400)를 포함하여 구성된다.
이러한 구성으로 이루어진 전압 펌핑장치는 고전압(Vpp)을 발생시킨다.
이하, 도 2를 참조하여, 상기 전압펌핑장치의 동작을 보다 자세하게 설명한다.
먼저, 고전압 레벨 검출부(100)가 고전압 펌프부(400)로부터 피드백 되는 고전압(Vpp) 레벨을 감지하여 고전압 펌핑 인에이블 신호(ppe)를 발생시키면, 오실레이터(200)는 이러한 고전압 펌핑 인에이블 신호(ppe)에 응답하여 소정의 펄스신호(osc1)를 발생시킨다. 그리고, 펌프 제어부(300)는 상기 오실레이터(200)로부터 인가되는 펄스 신호(osc1)에 따라 펌프 구동 제어신호(p1, p2, g1, g2)를 출력한다. 이어서, 고전압 펌프부(400)는 상기 펌프 구동 제어 신호(p1, p2, g1, g2)에 따라 소정 레벨의 고전압(Vpp)을 펌핑하는 동작을 아래와 같이 수행한다.
우선, 커패시터 C1 및 C2의 입력단에는 펌프 구동 제어신호 p1 및 p2가 각각 입력되고, 커패시터 C3 및 C4의 입력단에는 펌프 구동 제어신호 g1 및 g2가 각각 입력된다. 먼저 커패시터(C3)의 입력단이 펌프 구동 제어신호 g1에 의해 하이레벨로 되면, NMOS(N100)가 턴-온되어 노드 A는 외부 전원전위(Vdd)로 구동된다. 그 후 커패시터(C1)의 입력노드가 펌프 구동 제어신호 p1에 의해 접지전위에서 외부전원전위(Vdd)로 되면 커패시터 C1에 의하여 노드 A의 전위는 2Vdd로 상승한다.
곧이어, 펌프 구동 제어신호 p2는 로우 레벨이 되고, 펌프 구동 제어신호 g2가 Vdd레벨이 됨에 따라 NMOS(N200)는 턴-온 되어 노드 B를 외부 전원전위인 Vdd레벨로 구동한다. 이러한 외부 전원 전위(Vdd)로 구동된 노드 B는 PMOS(P100)의 게이트에 연결되어 있으므로, 2Vdd레벨의 전위를 가진 노드 A와는 그 전위차가 문턱전압(Vt)이상이 된다. 따라서, PMOS(P100)는 턴-온 되어 고전압(Vpp)의 노드로 2Vdd레벨의 전압을 전달하게 된다.
다음으로, 펌프 구동제어신호 p2가 Vdd레벨로 되고, 펌프 구동 제어신호 p1이 로우 레벨로 되면, 노드 B에 상기와 같은 동작이 일어나게 되어, 2Vdd레벨의 전압이 노드 B로부터 고전압(Vpp)의 노드로 전달되게 된다. 결국, 상기 전압 펌핑장치는 상기와 같은 동작을 반복하여 고전압(Vpp) 레벨이 목표 레벨에 도달하여 유지될 수 있도록 펌핑 동작을 계속하게 된다.
그러나, 종래 상기 펌프 제어부(300)에 펄스 신호(osc1)를 공급하는 오실레이터(200)는 상기 외부 전원을 그대로 인버터(IN1 ~ IN6) 체인의 소스 전원으로 이용함에 따라 상기 외부 전원의 전위인 Vdd가 증가하게 될 경우 소자 동작 특성이 악화되는 문제점을 가지고 있었다.
즉, 오실레이터(200)를 구성하는 인버터 체인의 각각의 인버터들(IN1~IN6)은 그 공급 전원의 전위가 증가하면 그 동작속도가 증가하는 특성을 가지고 있다. 따라서, 만약 상기에서와 같이 각각의 인버터들(IN1~IN6)에 공급되는 외부전원의 전위인 Vdd가 증가하게 되면 그 동작속도가 증가하게 되고, 그에 따라 상기 인버터들(IN1~IN6)을 포함하여 구성된 오실레이터(200)에 의해 발진되는 클럭 신호(osc1)의 주기는 감소하게 된다(도 8 참조). 그리고, 고전압 펌프부(400)는 상기 감소된 주기의 클럭신호(osc1)를 인가받은 펌프제어부(300)에 의해 발생된 펌프 구동 제어신호(p1, p2, g1, g2)에 응답하여 상기에서와 같은 전압 펌핑동작을 수행하게 된다. 그러나, 상기와 같은 종래의 전압펌핑장치에서는, 상기 클럭신호(osc1)의 주기가 줄어 듦에 따라, 한번에 펌핑하는 양이 과다하게 되고, 그 결과 불필요한 노이즈(noise)가 발생할 뿐만 아니라 전류 소모가 증가하는 문제점이 있었던 것이다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 외부전원의 전압레벨이 증가하면 할수록 상대적으로 낮은 전압을 오실레이터에 공급하여 오실레이터의 출력 펄스 신호의 주기를 증가시킴으로써, 오버펌핑에 의한 내부 전원의 과도한 증가를 방지하고, 노이즈 발생을 감소시킬 수 있도록 하는 오실레이터용 전원공급회로 및 이를 이용한 전압펌핑장치를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 접지 전원과 외부전원 간의 전압을 분배하는 전압분배기와, 상기 전압분배기에 의해 분배된 전압신호에 의해 제어되어 내부전원을 공급하는 드라이버와, 상기 드라이버와 접지전원 간에 설치되는 커패시터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치의 오실레이터용 전원공급회로를 제공한다.
본 발명에서, 상기 드라이버는 PMOS트랜지스터인 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 드라이버에 의해 구동되는 오실레이터용 전원은 오실레이터 내의 인버터 체인의 소스 전원으로 공급되는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 오실레이터용 전원공급회로가 공급하는 전원의 전압레벨은 상기 드라이버에 의해 구동된 상기 내부전원에 의해 상기 커패시터에 충전된 전압의 크기에 의한 것임을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 전압분배기는 외부 전원과 접지전원 간에 설치된 제 1 저항성분 및 제 2 저항성분을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 전압분배기는 제 1 다이오드와 제 2 다이오드를 외부 전원과 접지전원 간에 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 제 1 다이오드는 PMOS다이오드이며, 상기 제 2 다이오드는 NMOS다이오드인 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 제 1 다이오드는 제 1 NMOS다이오드이며, 상기 제 2 다이오드는 제 2 NMOS다이오드인 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 제 1 다이오드는 제 1 PMOS다이오드이며, 상기 제 2 다이오드는 제 2 PMOS다이오드인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여, 외부전원을 전압분배한 신호에 응답하여 구동된 내부 전원에 의해 커패시터에 충전된 전압 신호를 출력하는 전원공급 회로와, 상기 전압 신호를 소스전원으로 입력받아 고전압 펌핑 인에이블 신호에 응답하여 동작되는 오실레이터와, 상기 오실레이터로부터 인가되는 펄스 신호에 따라 펌프 구동 제어신호를 출력하는 펌프 제어부와, 상기 펌프 구동 제어신호에 따라 소정 레벨의 전압을 펌핑하는 고전압 펌프부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전압펌핑장치를 제공한다.
본 발명에서, 상기 전원공급회로는 접지 전원과 상기 외부전원 간의 전압을 분배하는 전압분배기와, 상기 전압분배기에 의해 분배된 신호에 의해 제어되어 상기 내부전원을 공급하는 드라이버와, 상기 드라이버와 접지전원 간에 설치되는 커패시터를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 전원공급회로의 상기 드라이버는 PMOS트랜지스터인 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 전원공급회로가 공급하는 전압 신호의 전압레벨은 상기 드라이버에 의해 구동된 상기 내부전원에 의해 상기 커패시터에 충전된 전압의 크기에 의한 것임을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 전압분배기는 외부 전원과 접지전원 간에 설치된 제 1 저항성분 및 제 2 저항성분을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 전압분배기는 제 1 다이오드와 제 2 다이오드를 외부 전원과 접지전원 간에 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 제 1 다이오드는 PMOS다이오드이며, 상기 제 2 다이오드는 NMOS다이오드인 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 제 1 다이오드는 제 1 NMOS다이오드이며, 상기 제 2 다이오드는 제 2 NMOS다이오드인 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 제 1 다이오드는 제 1 PMOS다이오드이며, 상기 제 2 다이오드는 제 2 PMOS다이오드인 것이 바람직하다.
먼저, 본 발명에 의한 오실레이터용 전원공급회로의 동작을 구체적으로 설명한다. 상기 오실레이터용 전원공급회로는 외부전원 전위(Vdd)의 크기에 따라 조절된 전위(Vpup)의 전원을 오실레이터, 특히 인버터 체인의 각 인버터에 공급하는 회로이다.
오실레이터용 전원공급회로에 Vdd레벨의 외부 전원이 인가되면, 상기 Vdd레벨의 전압신호는 접지 전원과 상기 외부 전원 간의 전압을 분배하는 전압분배기에 의하여 분배된다. 그리고, 상기 분배된 전압 신호는 소정 전압레벨의 내부전원(Vperi)을 공급하는 드라이버, 특히 PMOS의 게이트에 공급된다. 이 때, 만약 Vdd의 값이 증가하게 되면, 상기 분배된 전압신호의 전압레벨도 증가하게 된다. 그리고, 상기 증가된 전압 신호는 상기 드라이버(특히, PMOS)의 게이트를 적게 여는 결과를 초래하게 되어, 상기 드라이버를 통하여 상기 내부전원으로부터 공급되는 전하의 양을 감소시키는 작용을 하게 된다.
이어서, 이렇게 감소된 양의 전하는 상기 드라이버와 접지전원 간에 설치된 커패시터에 공급되어 상기 커패시터를 충전시킨다. 이 때 상기 커패시터의 충전전위는 충전되는 전하의 양이 감소함에 따라 함께 감소하게 되며, 상기 오실레이터용 전원공급회로는 감소된 상기 커패시터의 충전 전위를 상기 오실레이터의 소스전원으로 공급하게 되는 것이다. 결국, 상기 오실레이터용 전원공급회로는 외부전원 전위인 Vdd의 레벨이 증가하면 할수록 낮은 전위의 전원을 오실레이터에 공급할 수 있게 되는 것이다.
다음으로, 상기 오실레이터용 전원공급장치를 이용한 본 발명의 전압펌핑장치의 동작을 설명한다.
본 발명에 의한 전압펌핑장치에서는, 오실레이터는 상기와 같은 오실레이터용 전원공급장치를 이용하여, Vdd값이 증가함에 따라 감소되는 전위의 전원을 소스전원으로서 인가 받는다. 이어서, 상기 오실레이터는 고전압 펌핑 인에이블 신호에 응답하여 소정 주기의 펄스 신호를 발생시킨다. 이 때, 상기 오실레이터에 포함된 인버터 체인의 각 인버터들은 공급전원이 감소하면 할수록 그 작동속도가 감소하므로, 상기 오실레이터는 Vdd가 증가함에 따라 증가된 주기의 펄스신호를 발생시키게 된다.
그리고, 펌프제어부는 상기 증가된 주기의 펄스신호를 인가받아 그에 따른 펌프 구동 제어신호를 발생시켜, 고전압 펌프부로 공급한다. 마지막으로, 고전압 펌프부는 상기 펌프 구동 제어신호를 인가받아 고전압 펌핑작업을 수행하는데, 펄스 신호의 주기가 증가함에 따라 한번에 펌핑하는 양도 줄어들게 되어 Vdd가 증가함에도 불구하고 안정된 펌핑동작을 수행할 수 있다.
즉, 본 발명에서는 외부 전원 전위인 Vdd가 증가하더라도, 상기와 같이 증가된 주기의 펄스신호 및 그에 따른 펌프구동 제어신호에 의해 고전압 펌핑동작을 안정적으로 수행할 수 있고, 주기가 길어짐에 따라 평균 전류 소모를 줄일 수 있으며, 노이즈 측면에서는 한번에 펌핑하는 양이 줄어듦으로 인해 상기 펌핑양이 노이즈로 작용하는 것을 방지할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 권리 보호 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다. 아래의 실시예에서 표기된 소자들 중 상기 종래기술의 예에서와 동일한 것은 동일한 기호를 사용한다.
도 3은 본 발명에 의한 일 실시예에 따른 전압 펌핑장치를 도시한 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전압 펌핑장치는 외부전원(Vdd)을 전압분배한 신호에 응답하여 구동된 내부 전원(Vperi)에 의해 커패시터(C100)에 충전된 전압 신호(Vpup)를 출력하는 전원공급 회로(500)와, 상기 전압 신호(Vpup)를 인버터 체인의 각 인버터들(IN1~IN6)의 소스전원으로서 입력받아 고전압 펌핑 인에이블 신호(ppe)에 응답하여 동작되는 오실레이터(200)와, 상기 오실레이터(200)로부터 인가되는 펄스 신호(osc1)에 따라 펌프 구동 제어신호(p1, p2, g1, g2)를 출력하는 펌프 제어부(300)와, 상기 펌프 구동 제어신호(p1, p2, g1, g2)에 따라 소정 레벨의 전압을 펌핑하는 고전압 펌프부(400)를 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 전원공급 회로(500)는 오실레이터(200)의 각 인버터(IN1~IN6)에 전원을 공급하는 회로로서, 접지 전원(Vss)과 외부전원(Vdd) 간의 전압을 분배하는 전압분배기와, 상기 전압분배기에 의해 분배된 전압신호에 의해 제어되어 내부전원(Vperi)을 공급하는 드라이버인 PMOS(P300)와, 상기 PMOS(P300)와 접지전원(Vss) 간에 설치되는 커패시터(C100)를 포함하여 구성되며, 상기 전압분배기는 PMOS 다이오드(P11), 저항 R1, 저항 R2 및 NMOS 다이오드(N11)를 포함하여 구성된다.
이 때, 상기 전압분배기는 도 4에 도시된 바와 같이 저항 R1 내지 R4를 포함하여 구성되거나, 도 6에 도시된 바와 같이 PMOS 다이오드(P11), 저항 R1, 저항 R2 및 PMOS 다이오드(P22)를 포함하여 구성될 수도 있다. 또한, 상기 전압분배기는 도 7에 도시된 바와 같이, NMOS(N11), 저항 R1, 저항 R2, NMOS(N22)를 포함하여 구성될 수도 있다.
이하, 본 발명에 의한 일 실시예인 전압펌핑장치 및 이에 사용되는 오실레이터용 전원공급회로의 동작을 설명한다.
오실레이터(200)는 고전압 레벨 검출부(미도시)로부터 공급되는 고전압 펌핑 인에이블 신호(ppe)에 응답하여 소정의 펄스신호(osc1)를 발생시키는데, 이 때 오실레이터(200)에 사용되는 소스 전원으로는 별도의 오실레이터용 전원공급회로(500)로부터 공급되는 소정의 전압 신호(Vpup)를 사용한다.
먼저, 오실레이터용 전원공급회로(500)에 외부 전원(Vdd)이 인가되면, 상기 외부전원(Vdd)의 전압신호는 저항 성분인 저항 R1, 저항 R2, PMOS 다이오드(P11), 및 NMOS 다이오드(N11)로 구성된 전압분배기에 의해 전압 분배된다. 그리고, 상기 분배된 전압 신호는 소정 전압레벨의 내부전원(Vperi)을 공급하는 드라이버인 PMOS(P300)의 게이트에 공급되어, 상기 내부전원(Vperi)을 상기 PMOS(P300)와 접지전원(Vss) 간에 설치된 커패시터(C100)에 공급하여 커패시터(C100)를 충전시킨다. 즉, 커패시터(C100)의 충전 전위(Vpup)는 PMOS(P300)를 통과하여 공급되는 전하량에 의해 결정된다.
이 때, 만약 외부 전원(Vdd)의 값이 증가하게 되면, 상기 분배된 전압신호의 전압레벨도 증가하게 된다. 그리고, 상기 전압레벨이 증가된 전압 신호는 상기 PMOS(P300)의 게이트를 적게 여는 결과를 초래하게 되어, 상기 PMOS(P300)를 통하여 상기 내부전원(Vperi)으로부터 공급되는 전하량을 감소시키는 작용을 하게 된다. 이어서, 이렇게 감소된 양의 전하는 상기 커패시터(C100)에 공급되어 상기 커패시터를 충전시키므로, 충전전위(Vpup)는 전하량이 감소함에 따라 함께 감소하게 된다. 따라서, 상기 오실레이터용 전원공급회로(500)는 외부 전원(Vdd)의 전압레벨이 증가하면 할수록 낮은 충전 전위(Vpup)의 전원을 오실레이터(200)에 공급할 수 있게 되는 것이다.
다음으로, 오실레이터(200)는 고전압 레벨 검출부(미도시)로부터 공급되는 고전압 펌핑 인에이블 신호(ppe)에 응답하여 소정 주기의 펄스 신호(osc1)를 발생시킨다. 이 때, 상기 오실레이터(200)에 포함된 인버터 체인의 각 인버터들(IN1~IN6)은 그 공급전원이 감소하면 할수록 그 작동속도가 감소하는 특성을 가지고 있으므로, 상기 오실레이터(200)는 외부전원(Vdd)이 증가함에 따라 감소된 충전 전원(Vpup)을 공급받아 증가된 주기의 펄스신호(osc1)를 발생시키게 된다. 도 9는 본 발명에 의한 전압 펌핑장치의 오실레이터(200)가 출력하는 펄스 신호의 전압 Vs 주기 특성을 도시한 것으로서, 외부전원(Vdd)이 증가함에 따라 오실레이터(200)가 발진하는 펄스신호(osc1)의 주기가 증가하는 것을 보여준다.
이어서, 펌프 제어부(300)는 상기 오실레이터(200)로부터 인가되는 펄스 신호(osc1)에 따라 펌프 구동 제어신호(p1, p2, g1, g2)를 출력한다. 그리고, 고전압 펌프부(400)는 상기 펌프 구동 제어 신호(p1, p2, g1, g2)에 응답하여 소정 레벨의 고전압(Vpp)을 펌핑하는 동작을 수행하며, 고전압 펌프부(400)의 펌핑동작에 관한 메커니즘은 종래 기술과 동일하다. 즉, 커패시터(C3)의 입력단이 펌프 구동 제어신호 g1에 의해 하이레벨로 되면, NMOS(N100)가 턴-온되어 노드 A는 외부 전원 전위(Vdd)로 구동되고, 그 후 커패시터(C1)의 입력노드가 펌프 구동 제어신호 p1에 의해 하이레벨로 되면 커패시터 C1에 의하여 노드 A의 전위는 목적하는 고전압 레벨로 상승한다. 곧이어, 펌프 구동 제어신호 p2는 로우 레벨이 되고, 펌프 구동 제어신호 g2는 하이레벨이 된다. 이에 따라 NMOS(N200)가 턴-온 되어 노드 B를 외부 전원 전위(Vdd)로 구동하여 PMOS(P100)를 턴-온시킴로써, 상기 노드 A의 전위는 고전압(Vpp) 노드로 전달되게 된다.
다만, 종래의 전압펌핑장치에서와는 달리, 본 발명에서의 전압 펌핑장치는 외부전원 전위(Vdd)가 증가하는 경우에는 펄스 신호의 주기를 증가시킴으로써 펌핑 주기를 증가시키고, 그에 따라 오버펌핑(over-pumping)에 의해 고전압(Vpp) 노드의 전위가 목표레벨 이상으로 증가하는 것을 방지하여 안정된 펌핑동작을 수행할 수 있다.
즉, 본 발명에서는 외부 전원(Vdd)이 증가하더라도, 오실레이터용 전원공급 회로(500)를 이용하여 상대적으로 낮은 충전전압(Vpup)이 오실레이터(200)에 공급될 수 있으므로, 오실레이터(200)는 증가된 주기의 펄스신호(osc1)를 발생시켜 펌스 제어부(300)에 공급할 수 있다. 그에 따라, 고전압 펌프부(400)는 상기 증가된 주기의 펄스신호(osc1)에 따른 펌프구동 제어신호(p1, p2, g1, g2)를 인가받아 오버펌핑 없이 안정된 고전압 펌핑동작을 수행할 수 있다. 그리고, 본 발명에 따른 전압 펌핑장치는 주기가 길어짐에 따라 평균 전류 소모를 줄일 수 있으며, 노이즈 측면에서도 한번에 펌핑하는 양이 줄어듦으로 인해 상기 펌핑양이 노이즈로 작용하는 것을 방지할 수 있다.
상기 실시예에서는 주로 Vpp전원을 발생시키는 전압펌핑 장치에 대하여 설명하였으나, 이 뿐만 아니라 본 발명에 의한 오실레이터용 전원공급회로 및 이를 이용한 오실레이터는 Vbb 전원을 펌핑하는데 있어서도 유용하게 활용될 수 있다.
또한, 본 발명의 오실레이터용 전원 공급회로는 상기에서 본 바와 같은 전압 펌핑 장치 이외에도 오실레이터가 사용되는 어떠한 영역에서도 그 소스전원을 공급하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 디램에서 높은 외부 전원(Vdd) 하에서 셀 데이터의 머무름 시간(retention time)을 늘려 전류 소모를 줄일 필요가 있을 때, 본 발명은 높은 외부 전원(Vdd)하에서도 셀프 리프레쉬(self refresh) 주기를 늘리기 위한 오실레이터용 전원공급 회로로서도 유용하게 사용될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 외부전원의 전압레벨이 증가하면 할수록 상대적으로 낮은 전압을 오실레이터에 공급하여 오실레이터의 출력 펄스 신호의 주기를 증가시킴으로써, 오버펌핑에 의한 내부 전원의 과도한 증가를 방지하고, 노이즈 발생 및 전류 소모를 감소시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 전압 펌핑장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 종래 기술에 의한 전압 펌핑장치의 구성을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 의한 일 실시예에 따른 전압 펌핑장치를 도시한 것이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명에 의한 일 실시예에 따른 오실레이터용 전원공급회로를 도시한 것이다.
도 8은 종래 기술에 의한 전압 펌핑장치의 오실레이터가 출력하는 펄스 신호의 전압 Vs 주기 특성을 도시한 것이다.
도 9는 본 발명에 의한 전압 펌핑장치의 오실레이터가 출력하는 펄스 신호의 전압 Vs 주기 특성을 도시한 것이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 고전압(Vpp)레벨 검출부 200 : 오실레이터
300 : 펌프 제어부 400 : 고전압 펌프부
500 : 오실레이터용 전원공급회로
IN1 ~ IN6 : 인버터
P11, P22, P100, P200, P300 : PMOS
N100, N200, N11, N22 : NMOS
C1 ~ C4, C100 : 커패시터
R1 ~ R4 : 저항

Claims (18)

  1. 접지 전원과 외부전원 간의 전압을 분배하는 전압분배기와,
    상기 전압분배기에 의해 분배된 전압신호에 의해 제어되어 내부전원을 공급하는 드라이버와,
    상기 드라이버와 접지전원 간에 설치되는 커패시터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치의 오실레이터용 전원공급회로.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 드라이버는 PMOS트랜지스터인 것을 특징으로 하는 오실레이터용 전원공급회로.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 오실레이터용 전원공급회로가 공급하는 전원은 오실레이터 내의 인버터 체인의 소스 전원으로 공급되는 것을 특징으로 하는 오실레이터용 전원공급 회로.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 오실레이터용 전원공급회로가 공급하는 전원의 전압레벨은 상기 드라이버에 의해 구동된 상기 내부전원에 의해 상기 커패시터에 충전된 전압의 크기에 의한 것임을 특징으로 하는 오실레이터용 전원공급 회로.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전압분배기는 외부 전원과 접지전원 간에 설치된 제 1 저항성분 및 제 2 저항성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 오실레이터용 전원공급회로.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 전압분배기는 제 1 다이오드와 제 2 다이오드를 외부 전원과 접지전원 간에 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 오실레이터용 전원공급회로.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 제 1 다이오드는 PMOS다이오드이며, 상기 제 2 다이오드는 NMOS다이오드인 것을 특징으로 하는 오실레이터용 전원공급회로.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 제 1 다이오드는 제 1 NMOS다이오드이며, 상기 제 2 다이오드는 제 2 NMOS다이오드인 것을 특징으로 하는 오실레이터용 전원공급회로.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 제 1 다이오드는 제 1 PMOS다이오드이며, 상기 제 2 다이오드는 제 2 PMOS다이오드인 것을 특징으로 하는 오실레이터용 전원공급회로.
  10. 외부전원을 전압분배한 신호에 응답하여 구동된 내부 전원에 의해 커패시터에 충전된 전압 신호를 출력하는 전원공급 회로와,
    상기 전압 신호를 소스전원으로 입력받아 고전압 펌핑 인에이블 신호에 응답하여 동작되는 오실레이터와,
    상기 오실레이터로부터 인가되는 펄스 신호에 따라 펌프 구동 제어신호를 출력하는 펌프 제어부와,
    상기 펌프 구동 제어신호에 따라 소정 레벨의 전압을 펌핑하는 고전압 펌프부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전압펌핑장치.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 전원공급회로는
    접지 전원과 상기 외부전원 간의 전압을 분배하는 전압분배기와,
    상기 전압분배기에 의해 분배된 신호에 의해 제어되어 상기 내부전원을 공급하는 드라이버와,
    상기 드라이버와 접지전원 간에 설치되는 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압펌핑장치.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 전원공급회로의 상기 드라이버는 PMOS트랜지스터인 것을 특징으로 하는 전압펌핑장치.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 전원공급회로가 공급하는 전압 신호의 전압레벨은 상기 드라이버에 의해 구동된 상기 내부전원에 의해 상기 커패시터에 충전된 전압의 크기에 의한 것임을 특징으로 하는 전압펌핑장치.
  14. 제 11항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전압분배기는 외부 전원과 접지전원 간에 설치된 제 1 저항성분 및 제 2 저항성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 전압펌핑장치.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 전압분배기는 제 1 다이오드와 제 2 다이오드를 외부 전원과 접지전원 간에 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전압펌핑장치.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 제 1 다이오드는 PMOS다이오드이며, 상기 제 2 다이오드는 NMOS다이오드인 것을 특징으로 하는 전압펌핑장치.
  17. 제 15항에 있어서, 상기 제 1 다이오드는 제 1 NMOS다이오드이며, 상기 제 2 다이오드는 제 2 NMOS다이오드인 것을 특징으로 하는 전압펌핑장치.
  18. 제 15항에 있어서, 상기 제 1 다이오드는 제 1 PMOS다이오드이며, 상기 제 2 다이오드는 제 2 PMOS다이오드인 것을 특징으로 하는 전압펌핑장치.
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